數(shù)字化科研

前言

前    言20世紀(jì)下半葉以來(lái)，隨著科研活動(dòng)節(jié)奏的日益加快以及科學(xué)研究問(wèn)題的不斷復(fù)雜化，科研活動(dòng)陣地從宏觀和微觀兩個(gè)層面向更深、更廣、更遠(yuǎn)的未知領(lǐng)域推進(jìn)，并呈現(xiàn)出一系列的新特點(diǎn)：規(guī)模大、跨學(xué)科、合作性、高共享性和投資強(qiáng)度大等。人類(lèi)開(kāi)始進(jìn)入“大科學(xué)”時(shí)代。然而，這一時(shí)代的到來(lái)，在預(yù)示著能夠?yàn)槿祟?lèi)帶來(lái)更多、更重要科研成果的同時(shí)，也為實(shí)現(xiàn)上述特征的科學(xué)研究提出了更大的挑戰(zhàn)。面對(duì)“大科學(xué)”所帶來(lái)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，科學(xué)家不斷地嘗試著創(chuàng)造出更加有力的“工具”，以進(jìn)一步擴(kuò)展人類(lèi)本身的能力，幫助人類(lèi)達(dá)到原本無(wú)法完成的目標(biāo)。于是，計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)格計(jì)算等“工具”相繼面世，科學(xué)日新月異。隨著2000年l1月英國(guó)政府投入巨資建設(shè)的e-Science項(xiàng)目的正式啟動(dòng)，作為人類(lèi)下一階段的科學(xué)研究模式，e-Science的理念逐漸為人們所熟悉。事實(shí)上，以“關(guān)鍵科學(xué)領(lǐng)域的全球性合作，以及實(shí)現(xiàn)這種全球性合作的下一代基礎(chǔ)設(shè)施”為著眼點(diǎn)的e-Science，不僅徹底深化了那場(chǎng)始于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)革命，為人類(lèi)帶來(lái)威力更強(qiáng)大的“工具”，而且將對(duì)人類(lèi)科研本身以及支撐科研的相關(guān)事業(yè)帶來(lái)全面的革新。作為世界科學(xué)研究的一支重要力量，我國(guó)從一開(kāi)始就十分關(guān)注e-Science的發(fā)展情況，并在“十五”期間大力資助網(wǎng)格（e-Science的核心技術(shù)與基礎(chǔ)設(shè)施）的研發(fā)與建設(shè)，然而在“十一五”期間，我國(guó)的e-Science研究與實(shí)踐該如何發(fā)展，這仍然是一個(gè)重要的決策問(wèn)題，需要有力的決策支持。因此，通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外e-Science發(fā)展現(xiàn)狀和戰(zhàn)略的調(diào)研，分析e-Science的基本結(jié)構(gòu)，包括其技術(shù)基礎(chǔ)、關(guān)鍵技術(shù)、組成要素、運(yùn)作體制，管理機(jī)制、保障機(jī)制，為我國(guó)e-Science的建設(shè)和發(fā)展提供指導(dǎo)性建議，顯得意義重大。為此，本書(shū)將集中從以下幾個(gè)方面開(kāi)展研究：1．調(diào)研國(guó)內(nèi)外e-Science的發(fā)展現(xiàn)狀。廣泛調(diào)查國(guó)內(nèi)外在e-Science的研究和開(kāi)發(fā)方面所開(kāi)展的工作及取得的成果，總結(jié)國(guó)內(nèi)外這一領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀。分析其研究的側(cè)重點(diǎn)、特點(diǎn)、研究方向、取得的成果、實(shí)際價(jià)值、研究中遇到的問(wèn)題及解決的方法等。2．分析典型的e-Science項(xiàng)目。分析國(guó)內(nèi)外典型e-Science戰(zhàn)略規(guī)劃與計(jì)劃，如英國(guó)的e-Science計(jì)劃、荷蘭e-Science園，探尋其設(shè)計(jì)理念、建設(shè)模式、關(guān)鍵技術(shù)、已有成果、戰(zhàn)略規(guī)劃等。3．研究e-Science的技術(shù)架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)。探索支持e-Science的各種技術(shù)基礎(chǔ)，如網(wǎng)格技術(shù)、Web Service技術(shù)、網(wǎng)格中間件技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘、知識(shí)發(fā)現(xiàn)等技術(shù)，分析相關(guān)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)，研究相關(guān)技術(shù)在e-Science環(huán)境中的作用以及如何支持e-Science的運(yùn)行，同時(shí)進(jìn)一步分析e-Science的發(fā)展需要哪些關(guān)鍵技術(shù)提供支持。4．分析e-Science環(huán)境的組成要素及各要素之間的關(guān)系。探討組成e-Science環(huán)境的各種要素及各要素之間的關(guān)系。分析e-Science如何有效地支持科學(xué)研究，剖析e-Science環(huán)境中支持科學(xué)研究的各個(gè)系統(tǒng)（如文獻(xiàn)情報(bào)服務(wù)系統(tǒng)、儀器設(shè)備共享系統(tǒng)、科學(xué)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等）的結(jié)構(gòu)、組成、使命及彼此之間的關(guān)系。5．探究e-Science環(huán)境的管理和運(yùn)行機(jī)制。探討e-Science的建設(shè)需要采用什么樣的管理機(jī)制；如何從宏觀上規(guī)劃，微觀上實(shí)施。分析e-Science的具體運(yùn)行機(jī)制，如何建立起良性的運(yùn)行機(jī)制，這種運(yùn)行機(jī)制需要什么樣的管理政策與之相匹配。6．總結(jié)e-Science的發(fā)展模式。探討e-Science的發(fā)展軌跡，分析發(fā)展過(guò)程中可能經(jīng)歷的若干典型階段，各個(gè)階段的基本形態(tài)、研究重點(diǎn)、主要特征以及構(gòu)建e-Science的發(fā)展模式。7．探索e-Science與文獻(xiàn)情報(bào)工作之間的關(guān)系。探索e-Science與文獻(xiàn)情報(bào)工作的關(guān)系，e-Science環(huán)境下文獻(xiàn)情報(bào)工作與數(shù)字圖書(shū)館的關(guān)系，尋找文獻(xiàn)情報(bào)工作融入e-Science環(huán)境的切入點(diǎn)及有效方式，力求使文獻(xiàn)情報(bào)機(jī)構(gòu)服務(wù)成為我國(guó)發(fā)展e-Science的有效支撐服務(wù)。在細(xì)分研究?jī)?nèi)容的基礎(chǔ)上，編寫(xiě)組通過(guò)調(diào)研當(dāng)前國(guó)內(nèi)外e-Science的發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合世界各國(guó)、地區(qū)e-Science當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)，深入分析了構(gòu)建e-Science環(huán)境的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，利用調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和總結(jié)，完成了e-Science的規(guī)劃與戰(zhàn)略調(diào)研。通過(guò)對(duì)中國(guó)e-Science項(xiàng)目的分析，從當(dāng)前中國(guó)文獻(xiàn)情報(bào)機(jī)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)出發(fā)，結(jié)合已完成的多維度的分析調(diào)研，本書(shū)試圖為我國(guó)文獻(xiàn)情報(bào)事業(yè)在e-Science環(huán)境下如何獲得更為寬廣的發(fā)展空間提出戰(zhàn)略層面的建議。本書(shū)是集體智慧的結(jié)晶。在編寫(xiě)本書(shū)的過(guò)程中，國(guó)家科技文獻(xiàn)圖書(shū)中心袁海波主任、國(guó)家科技文獻(xiàn)圖書(shū)中心沈仲祺副主任給予了大力支持。在撰寫(xiě)的過(guò)程中，編寫(xiě)組采用分工協(xié)作的策略。其中，參與第一篇寫(xiě)作的作者是：孫坦，黃國(guó)彬，劉細(xì)文，徐坦，虞惠達(dá)；參與第二篇寫(xiě)作的作者是：張智雄，常唯，李颯，曲云鵬；參與第三篇寫(xiě)作的作者是：孫坦，劉細(xì)文，張智雄，黃國(guó)彬，周靜怡，徐坦，虞惠達(dá)；參與第四篇寫(xiě)作的作者是：孫坦，黃國(guó)彬，常唯。同時(shí)，碩士研究生黃飛燕、余倩、姜曉曦為本書(shū)的圖表制作提供了大力幫助。本書(shū)最后由孫坦統(tǒng)一審稿。e-Science是一項(xiàng)新生事物，而且發(fā)展迅速。囿于本書(shū)編寫(xiě)組的學(xué)識(shí)與能力，加之編寫(xiě)時(shí)間緊迫，書(shū)中恐有諸多疵誤，懇請(qǐng)學(xué)界同仁不吝指正。孫  坦    2009-3-25于北京

內(nèi)容概要

　　 全書(shū)共分四篇14章。對(duì)歐洲主要國(guó)家、澳大利亞、北美地區(qū)、亞洲地區(qū)的六百多個(gè)e-Science項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)研，并將相關(guān)數(shù)據(jù)收集到自行構(gòu)建的e-Science信息門(mén)戶中開(kāi)展統(tǒng)計(jì)分析，綜合采用比較分析法、案例調(diào)查法等多種科學(xué)合理的研究方法，從e-Science項(xiàng)目名稱等三十多個(gè)角度，系統(tǒng)而深入地研究了當(dāng)前世界絕大部分國(guó)家與地區(qū)的e-Science建設(shè)現(xiàn)狀及相關(guān)問(wèn)題，如e-Science的發(fā)展模式、技術(shù)架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)、管理和運(yùn)行機(jī)制、e-Science與文獻(xiàn)情報(bào)工作之間的關(guān)系等。在此基礎(chǔ)上，本書(shū)對(duì)我國(guó)發(fā)展e-Science給出了建設(shè)性的解決方案?！　”緯?shū)內(nèi)容翔實(shí)、系統(tǒng)，深入淺出，覆蓋面廣，具有先進(jìn)性、科學(xué)性和很高的實(shí)用價(jià)值。

書(shū)籍目錄

第一篇  發(fā)展現(xiàn)狀篇　第1章  E-SCIENCE概述　　1.1  E-SCIENCE出現(xiàn)的必然性分析　　　1.1.1  生產(chǎn)力發(fā)展的需要　　　1.1.2  共享理念的推動(dòng)　　　1.1.3  網(wǎng)格技術(shù)的支撐　　1.2  E-SCIENCE的本質(zhì)　　1.3  E-SCIENCE研究與建設(shè)的主要內(nèi)容　　1.4  E-SCIENCE的發(fā)展特點(diǎn)　　1.5  E-SCIENCE環(huán)境下科研模式與知識(shí)流　　　1.5.1  e-Science環(huán)境下的科研模式　　　1.5.2  e-Science環(huán)境下的科學(xué)研究知識(shí)流　第2章  英國(guó)E-SCIENCE發(fā)展現(xiàn)狀分析　　2.1  英國(guó)E-SCIENCE建設(shè)背景　　　2.1.1  英國(guó)e-Science發(fā)展原因　　　2.1.2  英國(guó)e-Science發(fā)展目標(biāo)　　　2.1.3  工作原理　　　2.1.4  英國(guó)e-Science建設(shè)的經(jīng)費(fèi)分配　　2.2  英國(guó)E-SCIENCE承擔(dān)主體發(fā)展目標(biāo)分析　　　2.2.1  七大研究理事會(huì)的e-Science發(fā)展目標(biāo)　　　2.2.2  國(guó)家e-Science研究中心的e-Science發(fā)展目標(biāo)　　　2.2.3  十大地區(qū)中心的e-Science發(fā)展目標(biāo)　　　2.2.4  七大e-Science優(yōu)秀研究中心　　2.3  英國(guó)E-SCIENCE技術(shù)框架與技術(shù)模塊　　　2.3.1  英國(guó)e-Science組織框架　　　2.3.2  三十一個(gè)技術(shù)組件　　　2.3.3  四層架構(gòu)的建設(shè)模式　　　2.3.4  二十六大技術(shù)模塊　　2.4  英國(guó)E-SCIENCE當(dāng)前進(jìn)展　　　2.4.1  英國(guó)e-Science核心計(jì)劃　　　2.4.2  英國(guó)國(guó)家e-Science中心參與的e-Science項(xiàng)目　　　2.4.3  英國(guó)其他e-Science中心參與的e-Science項(xiàng)目　　　2.4.4  典型e-Science項(xiàng)目進(jìn)展　　2.5  小結(jié)　第3章  美國(guó)E-SCIENCE發(fā)展現(xiàn)狀分析　　3.1  美國(guó)E-SCIENCE歷史背景　　　3.1.1  技術(shù)背景分析　　　3.1.2  應(yīng)用歷史分析　　3.2  美國(guó)E-SCIENCE項(xiàng)目分析　　　3.2.1  項(xiàng)目選取方法說(shuō)明　　　3.2.2  資助結(jié)構(gòu)分析　　　3.2.3  主要資助機(jī)構(gòu)和資助計(jì)劃介紹　　　3.2.4  項(xiàng)目承擔(dān)機(jī)構(gòu)的構(gòu)成分析　　　3.2.5  項(xiàng)目組成分析　　3.3  美國(guó)E-SCIENCE技術(shù)框架與組件　　　3.3.1  網(wǎng)格框架　　　3.3.2  軟件組件　　3.4  美國(guó)E-SCIENCE當(dāng)前進(jìn)展　　3.5  小結(jié)　第4章  歐洲E-SCIENCE發(fā)展現(xiàn)狀分析　　4.1  歐洲E-SCIENCE歷史背景　　4.2  歐洲E-SCIENCE承擔(dān)主體分析　　4.3  歐洲E-SCIENCE技術(shù)框架與技術(shù)模塊　　　4.3.1  網(wǎng)格技術(shù)層次分析　　　4.3.2  網(wǎng)格技術(shù)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域分析　　　4.3.3  網(wǎng)格技術(shù)應(yīng)用類(lèi)型分析　　4.4  歐洲E-SCIENCE當(dāng)前進(jìn)展　　　4.4.1  項(xiàng)目技術(shù)成就分析　　　4.4.2  項(xiàng)目開(kāi)發(fā)出的組件分析　　　4.4.3  項(xiàng)目應(yīng)用成就分析　　4.5  小結(jié)　第5章  亞洲E-SCIENCE發(fā)展現(xiàn)狀分析　　5.1  中國(guó)大陸E-SCIENCE發(fā)展情況　　……第二篇  關(guān)鍵技術(shù)篇　第6章  基于網(wǎng)格的資源和服務(wù)共享技術(shù)　第7章  科研數(shù)據(jù)的采集、管理、保存與分析技術(shù)　第8章 研究對(duì)象的建模和仿真技術(shù)　第9章  虛擬研究團(tuán)隊(duì)的組建和協(xié)同技術(shù)第三篇  規(guī)劃發(fā)展篇　第10章  E-SCIENCE的規(guī)劃與管理　第11章  中國(guó)E-SCIENCE規(guī)劃與建設(shè)分析第四篇  支撐服務(wù)篇　第12章  E-SCIENCE環(huán)境下文獻(xiàn)情報(bào)機(jī)構(gòu)發(fā)展分析　第13章  E-SCIENCE環(huán)境下文獻(xiàn)情報(bào)機(jī)構(gòu)的服務(wù)模式　第14章  E-SCIENCE環(huán)境下的數(shù)字圖書(shū)館參考文獻(xiàn)附錄A  美國(guó)E-SCIENCE相關(guān)項(xiàng)目列表附錄B  歐盟第五框架計(jì)劃和第六框架計(jì)劃資助的項(xiàng)目附錄C  歐盟第五框架計(jì)劃下網(wǎng)格項(xiàng)目研究網(wǎng)格技術(shù)層次附錄D  歐盟第五框架下網(wǎng)格項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的組件附錄E  中國(guó)E-SCIENCE相關(guān)項(xiàng)目列表附錄F  調(diào)研E-SCIENCE項(xiàng)目技術(shù)研究?jī)?nèi)容附錄G  參與國(guó)際合作項(xiàng)目3個(gè)以上的29個(gè)國(guó)家之間的合作矩陣附錄H  調(diào)研E-SCIENCE項(xiàng)目的主要學(xué)科及應(yīng)用領(lǐng)域附錄I  英國(guó)E-SCIENCE評(píng)估指標(biāo)附錄J  CORE、七大研究理事會(huì)E-SCIENCE項(xiàng)目評(píng)估指標(biāo)附錄K  本書(shū)所用縮略語(yǔ)和中英文對(duì)照表

章節(jié)摘錄

　　第一篇　發(fā)展現(xiàn)狀篇　　本書(shū)編寫(xiě)組首先對(duì)英國(guó)、歐洲地區(qū)、澳大利亞、北美地區(qū)、亞洲地區(qū)的679個(gè)e—Science項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)研，并將相關(guān)數(shù)據(jù)收集到項(xiàng)目組內(nèi)部使用的e—Science研究和實(shí)踐現(xiàn)狀的信息門(mén)戶中，其中設(shè)置的屬性類(lèi)型包括：項(xiàng)目名稱、項(xiàng)目名稱縮寫(xiě)、項(xiàng)目目標(biāo)、項(xiàng)目網(wǎng)址、項(xiàng)目所屬地區(qū)、資金來(lái)源、資金年限、資金數(shù)量、項(xiàng)目啟動(dòng)時(shí)間、項(xiàng)目截至?xí)r間、項(xiàng)目簡(jiǎn)介、項(xiàng)目詳介、承擔(dān)機(jī)構(gòu)名稱、承擔(dān)機(jī)構(gòu)所屬國(guó)家、承擔(dān)機(jī)構(gòu)性質(zhì)、承擔(dān)機(jī)構(gòu)所屬學(xué)科、承擔(dān)機(jī)構(gòu)研究領(lǐng)域、項(xiàng)目應(yīng)用領(lǐng)域、項(xiàng)目類(lèi)型、項(xiàng)目參與總?cè)藬?shù)、負(fù)責(zé)人姓名、負(fù)責(zé)人學(xué)科背景、項(xiàng)目成果形式、項(xiàng)目是否國(guó)際合作、項(xiàng)目功能、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)語(yǔ)言、項(xiàng)目直接架構(gòu)平臺(tái)、項(xiàng)目基礎(chǔ)技術(shù)平臺(tái)、項(xiàng)目是否開(kāi)源、項(xiàng)目使用的工具包、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的工具包、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的工具包下載地址、項(xiàng)目OGSA技術(shù)層面、項(xiàng)目母項(xiàng)目、項(xiàng)目所屬類(lèi)別。在項(xiàng)目調(diào)研的基礎(chǔ)上，選取英國(guó)、美國(guó)、歐洲和亞洲等國(guó)家和地區(qū)的e-Science發(fā)展現(xiàn)狀為研究重點(diǎn)，完成了世界當(dāng)前e—Science的發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研（截止于2006月12月）。調(diào)研結(jié)論將主要分布在發(fā)展現(xiàn)狀篇和規(guī)劃發(fā)展篇中。

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